基于CT血流儲備分數指導冠心病診療進展

譚 寬 胡允兆

廣東醫科大學研究生院，廣東省湛江市 524023

冠狀動脈粥樣硬化心臟病簡稱冠心病，是指冠脈發生粥樣硬化引起管腔狹窄或閉塞，導致心肌缺血缺氧或壞死而引起的心臟病。冠心病作為危害人類健康的重大疾病之一，其發病率有不斷增高及發病年齡日趨年輕化的趨勢[1]。目前，對冠心病的早期診斷、精準治療是廣大臨床工作者的不懈追求。眾所周知，自20世紀50年代后期冠脈造影問世以來，其一直是冠狀動脈血管形態評價的“金標準”。與此同時，冠狀動脈CT血管造影也作為無創評估冠狀動脈狹窄的方法在臨床上得以廣泛應用。但無論是冠脈造影抑或是冠脈CTA均只能提供冠脈解剖學上的評估，既提供冠脈狹窄程度的診斷，對于其是否造成心肌缺血或心肌壞死并不能進一步提示，尤其是對中度狹窄的冠脈。依托于冠脈CTA影像結果的評估冠脈血流動力學的CT-FFR技術，為廣大臨床醫師提供詳細的冠狀動脈功能及解剖病理學方面的信息，同時協助制訂冠心病治療策略及預后評估。現本文就其研究背景、優勢、局限性及其臨床價值進行綜述。

1 CT血流儲備分數的研究背景

由于冠脈CTA及冠脈造影技術的出現，人們對冠心病的診療水平顯著提高，與此同時，隨著心臟支架植入術的進展，尤其是藥物支架的出現，心臟支架普及率迅速增高，但并非所有植入心臟支架的患者均能從中獲益，同時越來越多的研究證實冠脈CTA及冠脈造影提示的冠脈狹窄并不一定引起心肌缺血[2]。COURAGE研究結果顯示約半數在冠脈造影上顯示為冠狀動脈顯著狹窄的患者并沒有誘發心肌缺血或在SPECT上僅有小的灌注缺損[3]。其他諸如FAME研究[4]、DEFER研究[5]等研究提示對于部分造影提示冠脈狹窄的患者行支架植入治療并未獲益，與此同時，這些研究更是引入了FFR的概念，提示對于FFR>0.8的患者行支架植入治療并不能使其癥狀改善或預后獲益。關于FFR的定義最早由Pijls等人于1993年首次提出，即狹窄冠狀動脈支配區域心肌的最大血流量與理論上正常冠狀動脈心肌所能獲得的最大血流量的比值[6]。基于此原理，對冠狀動脈病變的血流動力學變化的研究興起了熱潮，利用冠狀動脈功能學檢測方法來判斷冠狀動脈狹窄是否對遠端血流產生影響亦受到了廣泛認可。先后經過DEFER研究[5]、FAME研究[4]、COURAGE研究[3]、FAMEⅡ研究[7]等證實FFR對冠心病的診斷以及治療策略的制定有著無與倫比的優勢，逐漸確立了FFR對冠脈病變功能學評估的“金標準”。目前歐洲對于FFR的應用是IA推薦[8]，美國對于FFR的推薦等級是ⅡA[9]，2019年中國PCI治療指南[10]指出，對于穩定型冠心病，應對FFR<0.8的狹窄病變進行干預，這些指南均將FFR值作為冠脈病變是否需要支架干預的重要依據。雖然FFR值對指導冠心病治療策略的制定有著重要作用，但實際上因FFR值的測定需要在冠脈造影下應用腺苷等擴血管藥物使冠脈充分充盈并應用特定的導絲進行壓力測定，具有一定的有創性、導絲價格昂貴、術中應用擴血管藥物可能導致不良反應及延長介入手術時間的局限，使得FFR的臨床應用較低。因此，需要一種無創、經濟的方法評估狹窄冠狀動脈解剖及功能，結合了冠脈CTA解剖結構及血流儲備分數的CT-FFR技術興起并迅速引起了研究熱潮。

2 CT血流儲備分數的概念、原理

由冠狀動脈CTA提供原始圖像，應用計算流體動力學技術(Computational fluid dynamics，CFD)模擬狹窄冠狀動脈在靜息及藥物作用下的血流動力學狀態，得到冠狀動脈血流動力學數據，然后應用超級計算機軟件數據分析，創建一個可以顯示冠狀動脈血液流速及壓力的冠狀動脈模型，計算出狹窄冠脈的FFR值[11]。

3 CT血流儲備分數的臨床研究

CT血流儲備分數是一種將冠脈解剖及功能評估結合為一體的無創冠脈病變檢測方法，具備了冠脈CTA和血流儲備分數的優勢，對于識別狹窄血管、指導血運重建展現出巨大優越性。首先，基于目前的臨床研究證實CT血流儲備分數對于冠脈狹窄引起的心肌缺血具有良好的診斷效能，尤其是在中重度冠脈狹窄方面。2011年發表了第1個關于CT-FFR對穩定性心絞痛的診斷性能的國際多中心研究，DISCOVER-FLOW研究[12]以FFR為心肌缺血診斷標準，納入103例患者(159支冠脈)，對比CT-FFR與冠脈CTA對心肌缺血的診斷效能，結果顯示CT-FFR對引起心肌缺血的狹窄病變評估的準確性、特異性、陽性預測值及陰性預測值均明顯高于冠脈CTA。隨后2012年發表的DeFACTO研究[13]，仍以FFR為心肌缺血診斷標準，進一步揭示CT-FFR對中度冠脈狹窄病變的診斷性能較冠脈CTA更為優越。2014年公布的NXT研究[14]因采用了新的計算機軟件及行冠脈CTA檢查前口服β受體阻滯劑控制心室率、硝甘擴張冠脈，不僅證實CT-FFR對冠心病有較高的診斷效能，同時使得CT-FFR診斷狹窄冠脈病變的特異性較前顯著增高。不僅如此，以上研究均采用FFR作為心肌缺血診斷標準，結果均表明了CT-FFR與FFR具有良好的相關性。

其次，近年來大量研究證實CT血流儲備分數對于冠心病的治療策略亦有重大的指導意義。2015年公布的PLATFORM研究[15]是首次評估CT-FFR臨床應用效果的連續性隊列研究，該研究結果提示結合CT-FFR可減少冠心病患者侵入性導管造影檢查及進一步支架植入率。另一個較著名的研究為2018年Leipsic等人公布的ADVANCE研究[16]，該研究納入5 083冠心病患者并進一步評估CT-FFR對冠心病患者治療決策、后續侵入性導管造影率、血運重建和心臟不良事件的影響。結果提示冠脈CTA+CT-FFR的治療策略極大地減少了冠心病患者進一步侵入性導管造影檢查及血運重建率，并且對于心血管死亡或梗死的發生風險亦有較大的影響。由于我國對于CT血流儲備分數的引入較晚，目前國內尚未有關于CT-FFR的較大型的多中心研究，但近期由于CT-FFR的研究熱度逐漸上升及CT-FFR計算機軟件的升級，國內亦有多家醫院開始開展CT-FFR的臨床研究，亦公布了一些喜人的單中心研究結果[17]。

4 CT血流儲備分數的臨床應用

4.1 CT-FFR的優勢 CT-FFR作為一種將解剖及功能評估結合為一體的冠狀動脈病變影像學檢查方法，它匯集了冠脈CTA和FFR的諸多優勢，對于甄別冠脈狹窄就及指導冠心病的治療策略制定提供幫助，從而展現出良好的應用前景。首先，作為結合了冠脈CTA對于冠脈“解剖學”狹窄的診斷以及血流儲備分數對于冠脈病變血流動力學改變的“功能學”評估，CT-FFR使得對于冠脈病變的診斷準確性增高，并擴充了冠心病的認識，使得人們進一步跨入“造影后時代”，并且使得人們對于冠心病治療策略的制定得到更多的循證依據，極大減少醫療資源的浪費。其次，通過DISCOVER-FLOW研究[12]、DeFACTO研究[13]、NXT研究[14]等臨床研究的結果公布，我們知道CT-FFR與FFR有著良好的相關性，可以作為替代FFR對冠脈“功能學金標準”的無創檢查方式。由于CT-FFR技術無須誘導絲及使用的造影劑較冠脈造影少，這極大減輕了醫療費用及繼發的造影劑副作用，這使得患者的依從性提高。同時，CT-FFR無須誘發冠脈最大血流狀態，故對于應用擴管藥物引起的不良反應也就無從談起。

4.2 CT-FFR的局限性 雖然目前結合了冠脈CTA及血流儲備分數的CT-FFR技術將冠脈解剖及功能評估綜合起來，極大地提高了我們對冠脈病變的診斷的效能及為我們對冠脈病變治療措施的干預提供了重要的信息，但CT-FFR技術本身并非完美無缺的，該技術本身也存在一定的局限性。(1)CT-FFR的準確性對冠脈CTA影像圖像的要求較高：CT血流儲備分數的基礎是冠脈CTA數據，高質量的冠脈CTA圖像數據是獲得準確CT-FFR值的關鍵。在DeFACTO研究[13]中就有約1/10的患者因冠脈CTA影像圖像未達標被排除。但是，好的冠脈CTA影像學圖像不僅取決于優秀的影像科醫師，同時對患者的心率以及冠脈CTA影像設備等均相關。這就要求加大對影像科醫師的培訓及購入更為先進的影像學設備，使得醫療投入增加。(2)CT-FFR適用人群范圍較窄：CT-FFR技術是基于冠脈CTA成像后對冠脈血流動力學信息的分析，傳統的CT-FFR計算軟件對冠脈血流動力學信息分析、重組等處理的時間大約需要幾個小時，這使得CT-FFR主要應用于穩定型心絞痛患者，而且，目前涉及研究所選取的人群均為穩定型冠心病患者。值得興奮的是，目前，隨著計算軟件的更新換代，在保留其分析冠脈血流動力學功能的情況下，逐漸縮短了其計算時間[18]。(3)CT-FFR對于部分冠脈病變的診斷準確度有限：正如CT-FFR的定義所述，該技術是對冠脈血流動力學信息的處理、分析，因此，在某些微循環障礙的患者中，我們往往得到夸大的CT-FFR值[19]。另外，對于多發、彌漫鈣化的冠脈狹窄的評估，其CT血流儲備分數評估心肌缺血情況的準確性亦較同等狹窄患者低，此時，結合鈣化積分分析，可以使得準確性增高。

5 小結

兼顧冠脈CTA與FFR功能的CT-FFR技術一經問世就引起了臨床工作者的廣泛關注。經過DISCOVER-FLOW研究[12]、DeFACTO研究[13]、NXT研究[14]等國際多中心前瞻性研究證實CT-FFR對冠心病的診斷效能，2014年美國FDA最先批準HeartFlow公司的CT-FFR軟件應用于評估穩定性心絞痛患者的冠脈情況，其后，日本、法國等多個國家亦先后批準CT-FFR對冠心病的臨床應用。我國的CT-FFR引入較遲，目前，我國亦有個別公司在研發基于我國臨床數據的CT-FFR軟件，并有望近期結束臨床試驗。相信，隨著技術的不斷完善，CT-FFR計算軟件的不斷升級，其處理數據時間會逐漸縮短，其適用范圍會逐漸擴大，真正成為冠心病診斷的“守門員”。總體而言，CT-FFR可以無創性地識別心肌缺血的存在，可以指導血運重建，減少不必要的介入治療，因此有廣泛的臨床應用前景。